複合材料の層間せん断衝撃試験における3D-DIC 解析

はじめに

複合材料は、金属材料と比較して比強度・比剛性が高い材料です。そのため、軽量化による燃費向上を目的に、航空機や様々な輸送機に使用されており、その使用量は年々増加しています。しかし、複合材料積層板において優れた特性を示すのは、繊維方向に限定されており、層間はマトリックス樹脂のみの接着となるため、非常に低強度となっております。 層間の強度が小さいと、外部からの荷重を受けると容易に層間はく離が発生し、圧縮強度の低下等を引き起こします。そのため、層間特性を評価することは複合材料積層板を評価する上で、重要な評価であるといえます。また、輸送機での使用を考えると、衝撃荷重を受けることが考えられるため、静的特性だけでなく衝撃特性を把握することも重要であると考えられます。 今回は、層間特性の評価として、JIS K7057 を参考にしたショートビーム法による層間せん断衝撃試験におけるひずみ分布の可視化を行いました。ひずみ分布の可視化のために、高速度ビデオカメラ HPV-X2 を 2 台使用した 3D-DIC 解析を行いました。

2021.07.30